[发明专利]适合近中远通信距离使用的全向短波高增益天线阵

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体说是适合近中远距离通信使用的组合全向高增益短波天线阵。

背景技术

短波是民用军用实现近中远距离通信最重要的手段之一，在信息化高速发展的当今，由于电磁环境变得越来越恶劣，为了抗干扰，实现可靠的短波通信，就必须增大短波天线的增益，除选用增益高的单元短波天线外，但最有效的方法用单元高增益短波天线组阵，但已有技术除用于远距离数量极少的水平同相天线阵外，而大多数用于近中远距离的短波通信天线均为多副单元天线，如一单元笼形天线、分支笼形天线、双锥单极子天线、用有耗元件加载的三线和四线短波宽带天线、扇锥天线和伞锥天线，这些天线不仅增益低，而且在收发信台站天线场占地面积大，天线数量少，另外由于地价昂贵，新建天线场很难找到大的场地安装架设天线。在有限大的场地上不能为用户提供多副短波宽带天线。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种适合近中远通信距离使用的全向短波高增益天线阵，通过双极化组合阵列天线技术，提高天线增益，并通过天线层叠共杆架设，减少占地面积，在有限的场地上，同时实现共站架设多副宽带高增益短波天线阵，以满足多个用户需要多副短波宽带天线的要求。

为实现上述目的，本发明包括以下两种技术方案：

技术方案1：

本发明的全向短波高增益天线阵，包括垂直极化天线和水平极化天线，其中：

垂直极化天线，采用由N副角反射器天线4和支撑杆构成的全向圆形阵列天线2，4≤N≤12；

水平极化天线，包括低频段水平极化天线3和高频段水平极化天线5两部分，该低频段水平极化天线3由两副二元正交水平极化分支笼形阵列天线7和8构成，该高频段水平极化天线5采用由N副结构相同的二元水平极化分支笼形天线51构成，4≤N≤12；

所述的低频段水平极化天线3固定在全向圆形阵列天线2的上面；高频段水平极化天线5固定在全向圆形阵列天线2圆周上。

上述全向短波高增益天线阵，其中角反射器天线4由角反射器21、宽带双锥单极子辐射单元59及支撑杆组成；角反射器21，由夹角为a的两个金属网面组成，宽带双锥单极子辐射单元59位于两个网面之间，90°≤a≤30°。

所述金属网面进一步由多根垂直金属线和拉线44组成，这些垂直金属线以间隔为0.1λ_min均匀排列在拉线44下部，其中λ_min为最高工作频率对应的波长；所述宽带双锥单极子辐射单元59由高度H＝0.6λ₀，最大直径D＝0.3λ₀的双锥单极子和同轴线构成。

上述全向短波高增益天线阵，其中N个角反射器的支撑杆共设为N+1根，其中一根作为中心共用支撑杆，其余N根作为外围支撑杆，且等间距布局形成直径2R为12λ_max的圆形支架，拉线44固定在该中心杆与外围支撑杆之间，该中心支撑杆与4根外围支撑杆的高度为H1；其余N-4外围支撑杆高度均为H2＝1.5λ_max，H1是H2的1.25倍。

上述全向短波高增益天线阵，其中两副二元正交水平极化分支笼形阵列天线7和8固定在高度为H1的支撑杆的顶端；N副结构相同的二元水平极化分支笼形天线51固定在所有外围支撑杆的1.5λ_max高度处。

技术方案2：

本发明的全向短波高增益天线阵，包括垂直极化天线合水平极化天线，其中：

垂直极化天线，采用由N副对数周期天线61和支撑杆22构成的高频段全向圆形阵列天线60，4≤N≤12；

水平极化天线，包括低频段水平极化天线3和高频段水平极化天线5两部分，该低频段水平极化天线3由两副二元正交水平极化分支笼形阵列天线7和8构成，该高频段水平极化天线采用由多副结构相同的二元水平极化分支笼形天线51构成的全向圆形阵列天线5；

上述高频段全向圆形阵列天线60，其中所述的对数周期天线61由多根垂直金属线和同轴线构成。

上述全向短波高增益天线阵，其中所述低频段水平极化天线3和高频段水平极化天线5共用支撑杆24、26、28、30，由于支撑杆24、26、28、30和支撑杆23、25、27、29的高度不同，即支撑杆24、26、28、30比支撑杆23、25、27、29高，且高频段水平极化天线5位于高频段全向圆形阵列天线60的圆周上，因而高频段全向圆形阵列天线60，低频段水平极化天线3和高频段水平极化天线5，三者之间形成空间层叠结构。本发明具有如下优点：